苏州市阳澄湖地区氟污染来源及管控研究

刘松华，周 静，武 瑾

(1.苏州市环境科学研究所，江苏 苏州 215000；2.苏州市苏城环境科技有限责任公司，江苏 苏州 215000)

1 引言

地表水是水资源的重要组成部分，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。然而，人类在生产实践过程中源源不断地将有毒有害污染物排放到江河湖海等地表水中。氟是人体必需的微量元素，人体所需的氟主要来自饮用水，氟的摄入量与人的健康息息相关。苏州市阳澄湖饮用水源地2017年氟化物浓度指标个别月份接近标准值，为了确保水源地供水安全，本课题调查了苏州市地表水氟污染情况，对地表水体中氟污染来源及管控措施开展了研究，为管理部门氟污染管控提供一定参考。

2 氟的基本性质

氟在地壳的存量0.072%，存在量的排序数为12，也是自然界中广泛分布的元素之一。自然界中氟主要以萤石(Fluorite)存在，其主要成分为氟化钙(CaF2)、冰晶石(3NaF·AlF3)及以氟磷酸钙[Ca5F(PO4)3]为主的矿物。岩浆岩和沉积岩也含有大量的氟元素，其含量约为330～740 mg/kg[1]。

氟化物指含负价氟的有机或无机化合物。在天然饮用水和食物中都有低浓度的氟化物存在，而地下水中的氟含量要高一些。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单，氟化物在(饮用水中添加的无机物)3类致癌物清单中。

氟是人体必需的微量元素，当人体氟含量较低时，容易患龋齿；氟含量较多时又会导致氟中毒，临床上常见氟斑牙和氟骨症[2]。受工业“三废”严重污染的地区，长期饮用含氟高的饮水后会导致地方性氟病[3,4]。

世界各国对饮用水中氟化物含量的限值各不相同，世界卫生组织(WHO)制订的、用以指导世界各国制订饮用水水质标准的“饮用水水质准则”规定氟含量的限值为1.5 mg/L；美国规定氟在饮水中的限值为4.0 mg/L；欧盟规定氟在饮用水中的限值为0.7～1.5 mg/L；我国规定氟在饮用水中的限值为1.0 mg/L[5～7]。

3 苏州市阳澄湖地区氟污染现状

3.1 例行监测数据

2016年，苏州市工业园区阳澄湖水源地和昆山市傀儡湖水源地氟化物指标相对其他水源地较高，个别月份均值接近标准值(1 mg/L)，2017年这两个水源地氟化物指标有所下降，分别下降24.5%和9.72%，但个别月份均值依然较高，2017年昆山市傀儡湖的氟化物年均值最高，为0.585 mg/L。

表1 2016～2017年阳澄湖水源地氟化物年均浓度对比

苏州市近年来一直在开展阳澄湖地区锑氟污染整治工作，数据显示，阳澄湖水源地氟化物浓度有所下降，但是，2017年昆山傀儡湖的中心点的浓度高于阳澄湖，说明傀儡湖的氟化物不仅来源于阳澄湖来水，还可能受到昆山地区氟化物大气沉降，地表径流或点源影响(图1)。

图1 2016～2017年阳澄湖水源地氟化物浓度逐月监测数据

3.2 阳澄湖地区地表水氟污染补充监测

为了解阳澄湖地区内氟浓度的分布情况，课题组于2018年11月5日至11月7日对阳澄湖主要通湖河道的水质和底泥进行采样检测，湖体底泥中氟含量监测结果见表2。

表2 阳澄湖通湖河道水质及底泥监测结果

根据监测结果，以《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表3集中式饮用水源地锑标准限值0.005 mg/L(即5 μg/L)，氟化物1.0 mg/L来评价，阳澄湖主要通湖河道锑氟浓度均没有超标情况。以《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350-2007)对底泥监测结果进行分析，其A级标准为12 mg/kg，B级标准为82 mg/kg。除相城区的蠡塘河口、北河泾沈桥、渭泾塘渔业村、渭泾塘泾渭桥4个断面底泥锑浓度超过A级标准外，其他断面均低于A级标准，底泥氟化物浓度在301～562 mg/kg，低于土壤环境质量标准二级居住用地标准1000 mg/kg，一般认为无污染。

4 氟污染源调查

氟的污染源分为天然源及人为源，以人为源为主。自然界中的氟化物主要来源于火山爆发、高氟温泉、干旱土壤、含氟岩石的风化释放以及化石燃料的燃烧等。水环境中氟污染主要来源于工业废水、污水处理厂出水、大气沉降、污染土壤的地表径流等。

工业生产过程中，原材料含有氟物质，或在生产过程中加入含氟物质，均会导致含氟废水问题发生。根据以往监测数据，昆山地区地表水中氟化物浓度较高，一方面，水产养殖过程中，大量使用含氟较高的饲料，杀虫和杀菌药，导致水系中氟含量升高。另一方面，昆山电子厂家广泛使用氟化氢溶液作为电子线路板的清洗液，污水处理设施滞后，导致附近河道累积污染。由于时间和资料有限，本次仅收集到了昆山部分涉氟企业信息，昆山电子企业众多，大气氟沉降和废水排放是下一步研究的重点(表3)。

表3 昆山部分涉氟企业污染物年排放量情况

5 管控措施

5.1 加强区域内的涉氟企业及废水集中式污水处理厂监管

加强区域内的涉氟企业及废水集中式污水处理厂监管，加强废水中水回用建设，削减氟污染物排放总量。氟化工企业产生的高浓度含氟废水，尤其是含无机氟废水，氟化工企业应根据自身特点，开展清洁生产，避免使用或者采用无氟替代原料，采用污染物产生量少或者无污染产生的生产工艺，降低废水中氟浓度，从源头控制含氟废水的产生量和废水中氟的浓度。同时，对于氟化工企业排放的含氟污水应严格按照国家的相应规范、标准进行治理，有条件的地区需进行含氟废水的深度处理，在含氟废水排入环境水体前进行氟的有效控制。加强环保执法力度，对污染严重、不能稳定达标的企业立即停产并限期整改，对不能按期完成整改任务，达不到排放标准的企业坚决关闭和淘汰。

5.2 加强工业园区建设，推行工业废水集中收集和处理

工业企业逐步向园区集中，以实现对工业污染源的长效管理和集中治理。加快集中式污水处理厂建设进度，提高工业废水集中处理能力。加强管网建设，实施雨污分流。加强企业内部污水收集系统建设和处理设施的运行管理。

5.3 调整优化产业结构，优化产业布局

严格氟化工行业准入条件，取缔不符合国家产业政策以及污染严重的小企业。优化产业布局，调轻调优产业结构，实施严格环保准入门槛、加快工业企业转型升级，发展战略性新兴产业，加大现代服务业比重，转变经济增长方式，合理确定重点产业发展布局、结构、规模。产业布局充分考虑水资源、水环境承载能力。

5.4 进一步压缩阳澄湖围网养殖面积

进一步压缩围网养殖面积，全面实施生态养殖模式，控制外源饲料投入量，减少养殖业内源性污染排放。加大湖区自然资源和生态环境管护力度，开展人工增殖放流，实现“以渔养水”，达到生物多样性和水质净化目标。同时加强内塘养殖污染防治，大力推广池塘循环水和低密度生态养殖工程。

5.5 种植业污染治理，发展化肥减施工程

大力发展有机农业，调整优化种植结构，大力发展化肥减施工程，推广高效、低毒、低残留及生物农药替代工程，实行农药贴补，推广配方肥料、商品有机肥和种植绿肥，全面推广农业清洁生产技术。应用区域养分管理和精准化施肥技术，推广测土配方施肥、分段施肥等科学施肥技术，控制水田和坡地的水土流失，提高肥料利用率。

5.6 沟通水系，提高水体自净能力

沟通水系，加大河水入湖量，提高区域水环境容量。根据河湖连通需要，开通断头河浜，新开河道，进一步沟通河、湖水系，促进水体流动，加快阳澄湖水体流动，提高水体自净能力。

5.7 加强氟污染指标监测，确保饮用水安全

加强对阳澄湖地区入湖河道的底泥深度、底泥内氟污染含量指标的监测，定期实施河道清淤，减少河道底泥污染物的释放。同时加强对主要入湖河道及相关支流排污口整治的核查整治

加强入湖河道和湖体氟浓度监测，了解氟浓度动态情况。如发现阳澄湖湖体内的氟浓度超标，应根据超标情况，通过对污染实行关停、限产等措施，保证阳澄湖体水质逐步好转，确保水源地供水安全。